Ученые выявили механизмы, позволяющие сибирским лягушкам месяцами жить без кислорода

"Весной 2021 года Российский научный фонд выделил группе ученых Института цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН грант на изучение молекулярных механизмов устойчивости амфибий к гипоксии (кислородному голоданию). Работа над этим проектом продвигается успешно и уже принесла первые результаты", - говорится в сообщении института.

Отмечается, что один из самых устойчивых к гипоксии видов млекопитающих, голый землекоп Heterocephalus glaber способен выдержать 10-20 минут без кислорода, некоторые виды рептилий и рыб способны выживать недели и месяцы при полном отсутствии кислорода, при этом считалось, что амфибии переносят гипоксию хуже, чем рептилии.

Однако, как установили российские исследователи в Магадане, сибирская лягушка (Rana amurensis) адаптировалась к зимовке в заморных водоемах, где к концу зимы в воде практически не остается кислорода и месяцами способна жить в этих условиях.

Ученые ИЦиГ сравнивают биохимические механизмы и геномы трех видов лягушек: высоко устойчивом к гипоксии виде (сибирская лягушка R. amurensis), среднеустойчивом (остромордая лягушка R. arvalis) и неустойчивом (дальневосточная лягушка R. dybowskii).

Исследование обмена веществ в печени и сердце сибирской лягушки показало, что в состоянии гипоксии резко увеличиваются концентрации молочной и янтарной кислот, а также аланина, участвующего в синтезе глюкозы.

Установлено, что сибирская лягушка испытывает сильный энергетический стресс, что проявляется в резком изменении соотношений веществ, обеспечивающих энергией биохимические процесс, в частности, АТФ.

У сибирской лягушки, кроме того, сильно повышен уровень глутатиона (определяющего окислительно-восстановительные характеристики клеточной среды), что можно интерпретировать как подготовку к стрессу восстановленияч нормального уровня кислорода (реоксигенации).

"Следующий шаг - понять какие гены и белки задействованы в этом механизме адаптации. Это единственный пример такой устойчивости среди наземных позвоночных, недавно открытый и потому совершенно не изученный, чем и обуславливается ценность проекта для фундаментальной науки", - отмечает старший научный сотрудник ИЦиГ Сергей Шеховцов.

Исследование имеет также прикладные перспективы.

"Информация о том, как формируется устойчивость к состояниям гипоксии и ишемии, какие белки и гены вовлечены в этот процесс, может быть востребована при разработке новых способов терапии подобных патологий и у человека", - сказано в сообщении.

Читайте "Интерфакс-Образование" в "Facebook", "ВКонтакте", "Яндекс.Дзен" и "Twitter"